距离保护整定计算原则
线路距离保护
IJ
Zzd R
2. 方向阻抗继电器：以Zzd阻抗为直径过原点的圆 1）比幅值
A
1 2
Z zd
IJ
B
Z J IJ
1 2
Z
zd
IJ
UJ
1 2
Z
zd
IJ
1 2
Z
zd
IJ
2）比相位
C B A U J D U J Z zd IJ
270
tg 1
C D
90
ZKJ具有明确的方向性
jX Zzd
o
R
3. 偏移特性ZKJ：向第四象限偏移α=0.1～0.2 的圆
180 ctg 2
0 ZJ
Z 2
ZM
360
ctg 2
ZJ
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
.
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZN N
M
ZM
Zj
系统振荡时测量阻抗的变化规律
ZJ.m
( Z 2
ZM
)
j
Z 2
ctg 2
令Zx代替ZM ,设m Zx / Z
ZJ.m
(1 2
m)
Z 2
j Z 2
ctg 2
1．基本要求：
1） Z J Z D
2）ZJ与故障类型无关
2．类型
继电器 接线方式
0°接线
+30°接线
-30°接线 相电压和具有 3KI0补偿的相 电流接线
J1
UJ U AB U AB U AB
U A
IJ IA IB
IA IB
IA K3I0
J2
J3
UJ
IJ
UJ
继电保护(距离保护)
对于相间短路，故障环路为相—相故障环路，取测量电 压为保护安装处两故障相的电压差，测量电流为两故障相的 电流差，称为相间距离保护接线方式，能够准确反应两相短 路、三相短路和两相接地短路情况下的故障距离。
LINYI UNIVERSITY
LINYI UNIVERSITY
LINYI UNIVERSITY
UB = z1 l k B 、 C 相 测 量 I B + K3I 0
LINYI UNIVERSITY
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
增大，短路阻抗比正常时测量到的阻抗大大降低。
LINYI UNIVERSITY
二、测量阻抗及其与故障距离的关系
Um Zm = = z1 l k Im Z set = z1 l set
♣ 距离保护反应的信息量测量阻抗在故障前后变化比电流变 化大，因而比反应单一物理量的电流保护灵敏度高。 ♣ 距离保护的实质是用整定阻抗 Zset 与被保护线路的测量阻 抗 Zm 比较： 当短路点在保护范围以内时，Zm<Zset，保护动作； 当短路点在保护范围以外时，Zm>Zset时，保护不动作。 因此，距离保护又称低阻抗保护。
U kA = 0
LINYI UNIVERSITY
三、三相系统中测量电压和测量电流的选取
U A = U kA + (I A + K3I 0 )z1 l k U B = U kB + (I B + K3I 0 )z1 lk U = U + (I + K3I )z l kC C 0 1 k C
07-第七部分 输电线路相间的距离保护整定计算
I I Z op K .1 res Z AB
式中
I Z op .1
I K rel
0.8 ~ 0.85 ；
Z AB
图7-1 距离保护整定计算系统图 若被保护对象为线路变压器组，则送电侧线路距离保护第Ⅰ段可 按保护范围伸入变压器内部整定，即 （7-2） Z I K I Z K Z
2．与相邻距离保护第Ⅱ段配合 为了缩短保护切除故障时间，可与相邻线路相间距离保护第Ⅱ段 配合，则 III III II （7-10）
Kb. min Z op.2 Z op.1 K rel Z AB K rel
12
式中 K IIi ——距离保护第Ⅲ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ； rel
相间距离保护第Ⅱ段的灵敏度按下式校验
K
II sen
Z
II op .1
Z AB
≥
1 . 3 ~ 1 .5
当灵敏度不满足要求时，可与相邻线路相间距离第Ⅱ段配合，其 动作阻抗为 （7-5） II II II op.1 rel AB rel b. min op.2
Z
K Z
K K
Z
8
式中
——可靠系数，取 K rel
II Z op .2
≤ K rel
0 .8 ；
——相邻线路相间距离保护第Ⅱ段的整定值。
13
当距离保护第Ⅲ段的动作范围未伸出相邻变压器的另一侧时， 应与相邻线路不经振荡闭锁的距离保护第Ⅱ段的动作时间配 合，即
III t op.1 II t op.2
5
式中
II K rel
——距离保护第Ⅰ段可靠系数，取 0.8 ~ 0.85 ；
距离保护整定计算
对于方向阻抗继电器
Z’’’set
Z’’’op.r
Z .min
L
FL fk
当采用方向阻抗继电器作为测量元件时， 整定阻抗为:
Z
III set 1
K
III rel
1 Z L . min . K st .Kre cos(f k -f L)
因此，采用方向阻抗继电器时,保护的
灵敏度比采用全阻抗继电器时可提高:
+
III K b. min Z op.2
)
若相邻元件为变压器，应与变压器相间 短路后备保护配合，其动作阻抗为:
III Z op.1
III K rel (ZAB
+
III K b. min Z op. T
)
Z
III op . T
—— 变压器相间短路后备保护最小保护 范围所对应的阻抗值。
1、网络参数如图示，已知：系统等值阻抗
路阻抗角相同
I rel ——距离保护第1段的可靠系数，取0．8一0.85 rel ——伸入变压器部分第1段的可靠系数，取0.75；
距离保护第I段的动作时间仍为：
t’=0s
2、相间距离保护第Ⅱ段的整定
相间距离Ⅱ段应与相邻线路相间距离第Ⅰ段 或与 相邻元件速动保护配合,以保护本线路全长。
(1)、与相邻线路第Ⅰ段 配合。
保护区为被保护线路全长的80%~85%。
(2)若被保护线路末端仅有一台变压器，可看成线 路变压器组，按躲变压器各侧母线短路来整定。
动作阻抗为： Z I
op.1
ZT K Z L + K rel
I rel
K K ZL ——被保护线路的正序阻抗； ——线路末端变压器的阻抗，且假定阻抗角与线 ZT
3.4 距离保护的整定计算及对距离保护的评价
0.7 ~ 0.75
说明：为保护上级线路的II段保护的保护范围不超过变压 器快速保护的保护范围，上式中的 K 应取各种情况下的最 b 小值。
3.4.1 距离保护的整定计算
B
A
1
（1）当被保护线路的末端母线上既有出线又有变压器 时，距离II段的整定阻抗应分别按上述情况进行计算，取 最小值。 （2）当被保护线路的末端母线上的出线或变压器采用 电流速断保护时，应将电流保护的动作范围转换为阻抗， 然后用上述公式计算。
（3）距离保护的阻抗测量原理，还可以应用于发电机、
K sen(1)
作为远后备：
K sen(2)
III Z set 1.2 Z AB Kb. maxZ next
3.4.1 距离保护的整定计算 4 将整定参数转换到二次侧
上述计算都是使用的一次系统的参数，实际应用时， 应该把一次系统参数值换算至保护接入的二次系统参数 值。
Z m(1) Z m ( 2)
/I 1 因为：K b I 2 1
所以：Z m1 Z AB Kb Z k Z AB Z k
即有助增电流时，测量阻抗大于实际的短路点到保护的阻抗。
（1）分支电路对测量阻抗的影响
B A
三相短路 2
~
1
I 1
I 2
I 3
k
Z I U I 1 A B I 2 Z k A Z m1 Z AB 2 Z k Z A B Kb Z k I I I 1 1 1
Z set
I K rel LAB z1
A
I K rel 0.8 ~ 0.85
B
3.4.1 距离保护的整定计算
2.距离保护II段的整定 II段
继电保护技术培训(距离保护)
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.3 距离Ⅲ段：
III Z set .1
Z ld . min Ⅲ K rel K re K ss
Z ld . min
0.9U e. x I fh. max
可靠系数Krel取1.2～1.3；返回系数Kre取1.15～1.25；自启动系数Kss取1.1～1.7。
A、助增分支（保护安装处至故障点sN Kb Z sN
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式 分支系数的计算：
B、汲出分支(保护安装处至故障点有负荷引出，保护测量阻抗将减小)
汲出系数是小于1的数值
Kb
1 Z dz Z fhmin K h K zq cos( d fh ) Kk U fhmin I fhmax 0.9 110 3 I fhmax 0.9 110 3 0.35 163.5
带方向闭锁的距离保护
Z fh. min
系数取值： 1.2, K h Kk
II II I Z op .1 K rel Z AB K rel Kb. min Z op.2
Z A 1 I f .m n 2 M 3 k0 m 1 / E1 1 3k 5 V N
6 k0 m
6 k0 m
0.5s t8
6
7 10
8
9
t1 0.5s V A0
总分支系数
Kb.min Kb助Kb汲 2.52 0.575 1.35
四川能投集团继保培训
距离保护整定计算
二、相间距离保护的整定计算公式
2.2 距离Ⅱ段：
② 与相邻元件的速动保护配合：
第5章 距离保护教案3
5.5距离保护的整定计算及对距离保护的评价（Setting Calculation of Distance Protection and Assessment to it ）5.5.1距离保护的整定计算原则（Setting Calculation Principle of Distance Protection ）距离保护装置一般也都采用三段式阶梯时限特性，在进行整定计算时，要计算各段的设定阻抗、动作时限和进行灵敏性校验。
当距离保护用于双侧电源的电力系统时，一般要求Ⅰ、Ⅱ段的测量元件都要具有明确的方向性，即采用具有方向性的测量元件。
第Ⅲ段作为本条线路的近后备、相邻下一级线路的远后备和反向母线保护的后备，所以第Ⅲ段通常采用采用带有偏移特性的测量元件。
下面以图5-27所示电网为例，来说明各段保护的具体整定原则。
设线路AB 、BC 均装有三段式距离保护，对保护1各段进行整定计算。
图5-27 距离保护整定计算网络图1、距离保护第Ⅰ段整定计算11z L K Z B A rel set -I I ⋅= (5-74)I r e lK ——可靠系数，一般取0.8~0.85。
2、距离保护第Ⅱ段整定计算（1）与相邻线路距离保护第Ⅰ段相配合。
为了保证在下级线路上发生故障时，上级线路保护Ⅱ段不至于误动，保护1的Ⅱ段的动作范围不应该超出保护2的Ⅰ段的动作范围，再考虑到分支系数，保护1的Ⅱ段的整定阻抗可按照下式进行计算：)(2min 1I ⋅⋅II II ⋅+=set b AB rel set Z K Z K Z (5-75)式中，II rel K 为可靠系数，一般取0.8；分支系数的定义和电流保护中相似，即当线路BC上发生故障时，ABBC b I I K =。
为确保在各种运行方式下保护1的Ⅱ段的保护范围不超过保护2的Ⅰ段的保护范围，分支系数取各种情况下的最小值。
（2）躲开线路末端变压器低压侧出口处短路时的阻抗值。
当被保护线路的末端母线接有变压器时，距离Ⅱ段应与变压器的快速保护相配合，其保护范围不超过变压器快速保护的范围。
距离保护第7讲：距离保护的整定及基本构成
3.5.1 距离保护的延时特性
➢距离保护一般采用阶段式配合的思想，配合关系类似于 三段式电流保护
3.5.2 距离保护的整定计算
➢ 距离保护需要配置相间距离 和接地距离
➢ 距离Ⅰ段、距离Ⅱ段一般采 用具有方向性的动作特性
➢ 距离Ⅲ段通常采用带有偏移 特性的动作特性
与本保护相配合的下游相邻元件保护段 (x 为Ⅰ 段或Ⅱ 段)的 最大动作延时
3.5.2 距离保护的整定计算 距离Ⅲ段整定
作用 本线路的近后备或下级线路的远后备
整定原则 CASE1：相邻线路配合段为距离Ⅱ段或距离Ⅲ段时
CASE2：相邻元件配置电流、电压保护时的配合
为相邻线电流、电压保护的最小保护范围对应的阻抗 值
如何保证Ⅱ段在任何运行方 式下选择性？
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定处理思想 距离Ⅱ段整定时应考虑灵敏系数最大的情况，即保护范围最 大时其动作范围不超过相邻线配合段保护范围。该种运行方 式对应于分支系数最小的情况。
3.5.2 距离保护的整定计算
距离Ⅱ段整定
整定方法 •CASE1：相邻元件为输电线路
在发电机和变压器保护中作为后备保护
3.12 距离保护的基本构成与工作流程
3.12.1 距离保护的构成
（一）微机保护的硬件构成
距离保护模拟量输入：三相电流加零序电流、 三相电压加零序电压、 断路 器另一侧单相电压共9路电量
3.12.1 距离保护的构成
（二）软件构成
1. 故障启动元件 2. 距离测量元件 3. 故障选相元件 4. 振荡闭锁元件 5. 故障处理逻辑 6. PT断线闭锁元件 7. 整组复归逻辑
•CASE2：相邻元件为变压器
三段式电流保护的整定及计算
2三段式电流保护的整定计算1、瞬时电流速断保护整定计算原则：躲开本条线路末端最大短路电流整定计算公式：式中：Iact——继电器动作电流Kc——保护的接线系数IkBmax——最大运行方式下，保护区末端B母线处三相相间短路时，流经保护的短路电流。
K1rel——可靠系数，一般取1.2～1.3。
I1op1——保护动作电流的一次侧数值。
nTA——保护安装处电流互感器的变比。
灵敏系数校验：式中：X1——线路的单位阻抗，一般0.4Ω/KM；Xsmax——系统最大短路阻抗。
要求最小保护范围不得低于15%～20%线路全长，才允许使用。
2、限时电流速断保护整定计算原则：不超出相邻下一元件的瞬时速断保护范围。
所以保护1的限时电流速断保护的动作电流大于保护2的瞬时速断保护动作电流，且为保证在下一元件首端短路时保护动作的选择性，保护1的动作时限应该比保护2大。
故：式中：KⅡrel——限时速断保护可靠系数，一般取1.1～1.2；△t——时限级差，一般取0.5S；灵敏度校验：规程要求：3、定时限过电流保护定时限过电流保护一般是作为后备保护使用。
要求作为本线路主保护的后备以及相邻线路或元件的远后备。
动作电流按躲过最大负荷电流整定。
式中：KⅢrel——可靠系数，一般取1.15～1.25；Krel——电流继电器返回系数，一般取0.85～0.95；Kss——电动机自起动系数，一般取1.5～3.0；动作时间按阶梯原则递推。
灵敏度分别按近后备和远后备进行计算。
式中：Ikmin——保护区末端短路时，流经保护的最小短路电流。
即：最小运行方式下，两相相间短路电流。
要求：作近后备使用时，Ksen≥1.3～1.5作远后备使用时，Ksen≥1.2注意：作近后备使用时，灵敏系数校验点取本条线路最末端；作远后备使用时，灵敏系数校验点取相邻元件或线路的最末端；4、三段式电流保护整定计算实例如图所示单侧电源放射状网络，AB和BC均设有三段式电流保护。
已知：1）线路AB长20km，线路BC长30km，线路电抗每公里0.4欧姆；2)变电所B、C中变压器连接组别为Y，d11，且在变压器上装设差动保护；3）线路AB的最大传输功率为9.5MW，功率因数0.9，自起动系数取1.3；4）T1变压器归算至被保护线路电压等级的阻抗为28欧；5）系统最大电抗7.9欧，系统最小电抗4.5欧。
距离保护的整定计算
距离保护的整定计算一、距离保护第一段 1.动作阻抗(１)对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定，即取AB K dzZ k Z '='⋅12．动作时限0≈'t 秒。
二、距离保护第二段1．动作阻抗（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影响，即()BC k fz AB k dzZ K K Z K Z '+''=''⋅1式中fz K 为分支系数min ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=ABBCfz II K（2）与相邻变压器的快速保护相配合()B fz AB k dzZ K Z K Z +''=''⋅1取（1）、（2）计算结果中的小者作为1⋅''dzZ 。
2. 动作时限保护第Ⅱ段的动作时限，应比下一线路保护第Ⅰ段的动作时限大一个时限阶段，即12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZ 12CABA '图3-50 电力系统接线图AZ 'BABZ BCZ Z 'Z ''Z '''00.5tZ 'Z ''Z '''00.5t3AZt t t t ∆≈∆+'=''213.灵敏度校验5.1≥''=ABdzlm Z Z K如灵敏度不能满足要求，可按照与下一线路保护第Ⅱ段相配合的原则选择动作阻抗，即()2.dz fz AB k dzZ K Z K Z ''+''=''这时，第Ⅱ段的动作时限应比下一线路第Ⅱ段的动作时限大一个时限阶段，即t t t ∆+''=''21三、 距离保护的第三段1．动作阻抗按躲开最小负荷阻抗来选择，若第Ⅲ段采用全阻抗继电器，其动作阻抗为min.1.1fh zqh k dzZ K K K Z '''='''式中2．动作时限保护第Ⅲ段的动作时限较相邻与之配合的元件保护的动作时限大一个时限阶段，即t t t ∆+'''='''23．灵敏度校验作近后备保护时5.11.≥'''=⋅ABdzlm Z Z K 近作远后备保护时2.1≥+'''=⋅BCfz ABdzlm Z K Z Z K 远式中，K fz 为分支系数，取最大可能值。
距离保护计算
当采用全阻抗继电器作为测量元件时，整定阻 抗为
Z
III set .1
= K Z L. min
III rel
当采用方向阻抗继电器作为测量元件时，整 定阻抗为 K III Z
III Z set .1 = rel L . min
cos(ϕ L − ϕ )
2）与相邻第Ⅱ段配合
Z
III op.1
′′′ = K Z AB + K rel K b. min Z
Z AB
≥ 1.3 ~ 1.5
作为远后备保护时：
III K sen = III Z op.1
Z AB + K b. max Z BC
≥
1.2
当灵敏度不满足要求时,可与相邻线路相间 距离保护第Ⅲ段配合
III III III III Z op.1 = K rel Z AB + K rel K b. min Z op.2
3.4相间距离保护整定计算原则 相间距离保护多采用阶段式保护,三段式保 护整定计算原则与三段式电流保护基本相 同. 1、相间距离Ⅰ段的整定
1、相间距离保护Ⅰ段的整定 相间距离保护第Ⅰ段动作阻抗为：
I I Z op.1 = K res Z AB
若被保护对象为线路变压器组，则动作阻抗为：
Z
I op.1
Z sM + Z MN + Z sN 助增分支系数 K b = Z sN
（2）汲出分支线
在K点发生短路故障时，对于装在MN 线路上的M侧母线上的电压为
& & & U M = I MN Z MN + I k1 Z 1 Lk
& & & U M = I MN Z MN + I k1 Z1 Lk
第7讲 距离保护的整定计算原则
回顾：方向阻抗继电器
以幅值比较方式构成方向阻抗继电器的动 作特性方程：
回顾： 方向阻抗继电器
以相位 比较方 式构成 方向继 电器的 动作特 性方程：
回顾：全阻抗继电器
动作特性：以保护安装地点为圆心，以整 定阻抗为半径，做特性圆。 特点： 保护没有方向性； 保护出口处没有死区； 动作阻抗恒等于整定 阻抗，与加入继电器 的电压和电流的夹角无关
A1
G
Z< L-1
1QF
L1
B2
Z< L-2
2QF L2
kC
3
Z<
·
3QF
回顾： 延时特性
采用三段式的阶梯延时特性，距离保护Ⅰ 段为无延时的速动段；Ⅱ段为带固定延时 的速动段，固定延时一般为0.3~0.6s； Ⅲ段延时需与相邻下级线路的Ⅱ段或Ⅲ段 保护配合，在此基础上加上一个延时级差。
回顾：距离保护的构成
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
灵敏度不满足要求时，考虑与相邻下一级线路 的距离Ⅲ段相配合：
（2）与相邻下一级变压器的电流、电压保护相 配合
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
是下一级电流、电压保护的最小保护范围对应的 阻抗值。 （3）按躲过正常运行时的最小负荷阻抗相配合： 最小负荷阻抗：
3.4.4 距离保护Ⅲ段的整定计算
动作特性：
阻抗继电器在阻抗复平面动作区域的形状，称为 动作特性。
圆特性、四边形特性，苹果形特性、橄榄形特 性。
动作方程：
是阻抗继电器动作时各物理量之间必须满足的约 束关系。
可按幅值比较方式构成动作方程 也可按相位比较方式构成动作方程
回顾：带偏移特性的 阻抗继电器
保护具有一定的方向性；
距离保护整定计算
距离保护整定计算现以图2所示多电源电网为例,说明三段式距离保护1的整定计算方法。
和方向电流保护一样,保护1、3、5为一组2、4、6为另一组,由于各自具有方向性,故只需在同一组保护间进行配合。
图2三段式距离保护整定计算说明图(a)网络图例;(b)时限特性保护动作阻抗Z act(一次动作阻抗)的整定计算1.距离I段为了保证选择性,保护1瞬时动作的距离I段动作阻抗应按躲过相邻下一元件首端(图2中的K1、K2点)短路的条件选择,即Z act.1Ⅰ.=K rel Z1L AB式中K rel—可靠系数,一般取0.8~0.85;Z1--线路每公里的正序阻抗。
按式Z act.1Ⅰ.=K rel Z1L AB整定的距离I段,不管系统运行方式如何变化,其保护范围不变,即保护线路全长的80%一85%,这是电流速断保护无法比拟的,2、距离Ⅱ段(1)保护1距离Ⅱ段应与相邻线路BC的距离I段的保护范围相配合,并引人分支系数,考虑助增(或汲出)电流对保护1距离Ⅱ段测量阻抗的影响,即Z act.1Ⅱ=K rel.(Z1L AB+K bar.BC Z act.3Ⅰ)式中Z act.3Ⅰ一相邻线路保护3距离1段的动作阻抗:K bar.BC—考虑助增(或线路BC汲出)电流对保护1而言的分支系数,应取可能的最小值K rel—可靠系数,一般取0.8.(2)对于图2(a)所示网络,因与线路AB相邻的还有降压变压器T,故保护1的距离Ⅱ段还应躲过线路末端降压变压器低压侧母线上(图2,a中的K3点)的短路,即Z act.1Ⅱ=K rel.T.(Z1L AB+K bar.T Z T.MIN)式中Z T.MIN-变压器的最小等值阻抗:K bar.T考虑助增(或变压器汲出)电流对保护1而言的分支系数；K rel.T—与变压器配合的可靠系数,考虑到Z T.MIN有较大偏差,故取K rel.T≈0.7.按式1和式2算出两个结果,取其中较小者作为Z act.1Ⅱ的整定值,此时t1Ⅱ=t3Ⅰ+△t=0.5s保护1距离Ⅱ段应按被保护线路AB末端短路校验灵敏系数,即Ksen=Z act.1Ⅱ/Z1L AB>1.3-1.5若灵敏系数不满足要求,可改为与保护3的Ⅱ段配合,即Z act.1Ⅱ=K rel.(Z1L AB+K bar.BC Z act.3Ⅰ)相应的t1Ⅱ=t3Ⅰ+△t3.距离Ⅲ段若采用阻抗继电器作为距离Ⅲ段的测量元件时,则动作阻抗应按躲过最小负荷阻抗整定,以保证正常运行情况下距离Ⅲ段不误动作,即Z act.1Ⅲ=Z L.min/K rel K r K ast式中K rel可靠系数,取1.2-1,3:K r返回系数,取1.15-1.25K ast-考虑电动机自起动时使电流增大、电压降低的自起动系数;Z L.min未考虑电动机自起动影响的最小负荷阻抗,其值可按下式计算Z L.min =0.9U rat.ph/I L.max 式中U rat.ph一电网的额定相电压:I L.max未考虑电动机自起动的最大负荷电流,。
第三章 电网距离保护
K se n( 2)
Z III set.1
Z AB K Z b.max next(BC)
1.2
二、对距离保护的评价
1. 选择性
在多电源的复杂网络中能保证动作的选择性。
2. 速动性
距离保护的第一段能保护线路全长的85%，对双侧电 源的线路，至少有30%的范围保护要以II段时间切除 故障。
3. 灵敏性
-αZzd
Zzd Zzd-ZJ
ZJ R
ZJ+α Zzd
总结三种阻抗的意义：
—测量阻抗Zm：由加入继电器的电压Um与电流Im的比值确 定。
Zm
Um Im
—路整阻定抗阻。抗Zset：一般取继电器安装点到保护范围末端的线 全阻抗继电器：圆的半径 方向阻抗继电器：在最大灵敏角方向上圆的直径 偏移特性阻抗继电器：在最大灵敏角方向上由原点 到圆周的长度。
当 ︱ EM︱= ︱EN ︱ 且系统中各元件阻抗角相等 时，振荡中心的位置在全系统纵向阻抗的中点 （ 即 Z ∑ /2处）。
.
U
m
1 2
.
I
m
Z set
1 2
.
I
m
Z set
3、比相式方向阻抗继电器
jX Zzd
Zzd-ZJ
ZJ R
90o arg Zset zm 90o Zm
.
90o
arg
I m Z set
.
U m
90o
Um
（三）偏移特性阻抗继电器
1、 偏移特性阻抗继电器的动作特
性：
jX
正方向： ：整定阻抗Zset
一、构成阻抗继电器的动作特性
单相式阻抗继电器：指加入继电器的只有一个电压 Um和一个电流Im的阻抗继电器。其中电压Um与电流 Im的比值称为测量阻抗。
第十一讲距离保护的整定计算
二、距离保护第Ⅱ段的整定 1．整定阻抗
（1）与下一线路的第一段保护范围配合，并用
分支系数考虑助增及外汲电流对测量阻抗的影
响，即
Z se t A
K rel
Z AB
K
b
K
rel
Z
BC
取（1）、（2）计算结果中的小者作为
式中，K
re
电器为什么要考虑精确工作电流？
2.网络的参数如图所示，已知，线路的正序阻抗
为 z1 0.4 / km ，在平行线路上装设距离保护作为
主要保护，可靠系数K kI
K
II k
0.8
，试确定距离保
护A和B的I、II段整定阻抗和灵敏度。
EA EB 115/ 3KV , Z Amin 20, ZBmin 15, Z Amax ZBmax 25
l
为可靠系数，取0.8；K b
为分支系数，取
相邻线路距离保护第一段保护范围末端短路时，流
过相邻线路的短路电流与流过被保护线路的短路电
流实际可能的最小比值，即
Kb
I BC I AB
min
（2）与相邻变压器的快速保护相配合
Z set A
K rel
Z AB Kb Z B
第十一讲 距离保护的整定计算
主要内容
1、了解距离保护的优缺点 2、掌握距离保护的整定计算 3、掌握阻抗继电器精工电流的概念
一、距离保护第Ⅰ段的整定 1. 整定阻抗
对输电线路，按躲过本线路末端短路来整定
Z setA
K
rel
距离保护定值整定计算
距离保护定值整定计算(1):IBL 电流比例系数电流比例系数表示每个脉冲对应的电流幅值(A),这个定值是厂家提供的,使用时根据CT二次最小电流及最大电流选用相应的比例系数,并利用跳线选择装置上电流互感器二次并联电阻是一个还是两个。
此系数不允许在试验有误差时进行修改。
本网络电流互感器二次额定电流为5A且电流变换器二次负载电阻为一个，所以此处选择IBL定值为0.178。
（2）:VBL 电压比例系数电压比例系数表示每个脉冲对应的电压幅值(V)此系数也由厂家提供, 本网络VBL定值为 0.125。
（3） KG 控制字控制字是一个四位十六进制的数,由十六位二进制数换算而成,控制字置“1”有效,不用或备用置“0”.（4）IQD 相电流差突变量起动元件电流定值此定值应满足最小运行方式下本线路末端故障时有足够灵敏度.相电流差突变量起动元件是分相起动,相当于模拟型保护的负序起动元件,负序元件考虑三相短路短时出现负序时灵敏度,定值取的较低,而相电流差突变量起动元件在任何故障下都有灵敏度,所以可以取的稍高,否则在重负荷时容易频繁起动.对110KV线路IQD一次值取300A.（5）IWI 无电流鉴别相电流元件定值整定原则:a 躲开本线路电容电流的稳态值.b 最小方式下本线路末端故障应有足够的灵敏度1～2A作用:a 发出跳闸令后,判断故障是否切除。
b 判断断路器是否已合上,以便使程序进入后加速状态。
c 作电流不平衡的判据。
（6）DI2健全相相电流差突变量元件.作用:在本线路非全相过程中高频零序保护退出工作,此时高频保护不再利用通道.此时健全相再发生故障,利用两个健全相的相电流差突变量DI2加阻抗判的方法瞬时切除三相。
整定原则:本线路在非全相期间末端故障灵敏度大于2.整定建议:DI2与IQD整定相同值.（7） KX零序电抗补偿系数KX=(X0-X1)/3X1，X0、X1最好实测（8） KR零序电阻补偿系数KR=(R0-R1)/3R1（9） R/X线路正序电阻与正序电抗的比值用于高阻算法，距离保护用常规算法算出电阻分量大于电抗分量的1/3时，认为是经高阻接地，调用特殊算法，此算法可使电抗分量较少受过渡电阻的影响。
3.2距离保护整定计算
k距离Ⅰ段的整定按躲过本线路末端短路时的测量阻抗来整定ABI set1Z Z其中 850~8t 定值：时间：距离Ⅱ段的整定相邻线路故障时，本线路的测量阻抗1I U A=U B U AB =：分支系数（和电流保护中定义相同）。
max 的计算方法同前。
b.min set1ZK=与相邻线路段配合。
与相邻变压器快速保护配合。
b.min ZK=K 取上述最小值作为整定阻抗。
距离Ⅱ段的整定灵敏度校验要求 ≥若灵敏度不满足要求，改为与相邻元件的保护故障点选取本线路末端。
senKII 距离Ⅱ段的整定距离Ⅱ段的整定动作时间比与之配合的相邻元件保护动作时间长△+∆+∆取较大的时间做为本保护动作时间。
与相邻下级线路距离保护段或min AB III set1Z Z+与相邻下级变压器的电流、电压保护配合(min AB Z Z+距离Ⅲ段的整定（1）定值计算变压器的电流、电压保护的最小保护范围。
（1）定值计算按躲过最小负荷阻抗整定。
考虑外部故障切除后，电动机自启动时，应可靠返回。
最小负荷阻抗：ss L K Z )=ϕmaxN L U I U =返回阻抗：relre L Z =ϕ动作阻抗：距离Ⅲ段的整定）灵敏度校验：近后备： 远后备：ABIII set1Z Z要求BCmax set1Z =要求故障点取本线路末端k1k1k2故障点取相邻线路末端k2）动作时间：应比与之配合的相邻设备保护动作时间大一个时间级差Δ考虑躲振荡，一般应大于1.5~2s。
与多条相邻线路保护配合时，取最大时间做为动作时间。
（2） 距离 I 段的整定(i) 整定阻抗)(..Ω=⨯==-2101285021I relI setZ K Z(ii) 动作时间s0I=t（3） 距离 II 段的整定(i) 整定阻抗)(min .I set.3b 21II rel II setZK Z K Z+=-①与保护3（或保护5）的 I 段配合)(..Ω=⨯==-4202485043I relI set.3Z K Z而（3） 距离 II 段的整定(i) 整定阻抗)(min .I set.3b 21II rel II setZK Z K Z+=-①与保护3（或保护5）的 I 段配合)(..Ω=⨯==-4202485043I relI set.3Z K Z 而代入得)()..(.Ω=⨯+⨯=294201911280II setZ3.4.5 对距离保护的评价（1）受运行方式变化影响小，保护区相对稳定，能够在多电源网络中应用，可以保证选择性，其中Ⅰ段完全不受运行方式变化影响。
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U m Im
.
U AB
U BC
U CA
I I I I A B B C
I I C A
（1）三相短路为例：
3.1 距离保护的基本原理
U m U AB I A z1l I B z1l ( I A I B ) z1l
( 3) Zm
. . . . . .
set 1 set
3.1 距离保护的基本原理
3、分析上图区内、区外及反方向三种情形， 说明距离保护的实现原理。 4、距离保护的核心问题是阻抗继电器，构成阻抗继电 器的关键问题是： （1）如何获得测量阻抗Zm； （2）如何完成测量阻抗Zm与整定阻抗Zset的比较。 二、测量电压和测量电流的选取 1、测量电压和测量电流的选取希望获得如下关系式：
Um Im
.
. .
U AB I A I B
.
.
.
.
z1l
（2）以AB两相短路为例：
U m U AB I A z1l I B z1l ( I A I B ) z1l Z
( 2) m . . . .
Um Im
.
.
U AB I A I B
. .
.
z1l
3.1 距离保护的基本原理
. . . . . . .
z0 ) z1l z1
.
(U k1 U k 2 U k 0 ) ( I 1 I 2 I 0 I 0 (I A I 0
. .
z0 z1 ) z1l z1
z0 z1 ) z1l z1
3.1 距离保护的基本原理
A相继电器电压、电流
U mA U A I mA k
. . .
所以， BC两相接地时， B、C相继电器测量阻抗： . . U mB UB (1,1) Z mB . . z1l . I mB I B 3k I 0
Z
(1,1) mC
U mC I mC
.
.
UC I C 3k I 0
. .
.
z1l
3.1 距离保护的基本原理
2、相间阻抗继电器接线方式： 00接线方式：
. . z0 z1 . I A I0 I A 3k I 0 z1 . . . .
z0 z1 z1
所以， A相单相接地时，A相继电器测量阻抗：
Z
I mA I A 3k I 0 可见，单相接地时，故障相接地阻抗继电器测量阻抗等于短 路阻抗。
(1.0 ) mA
U mA
.
.
UA
2、阻抗继电器的动作特性
. . . . . .
z0 z1 ( I B1 I B 2 I 0 I 0 ) z1l z1
. . . .
z0 z1 (I B I 0 ) z1l z1
. .
3.1 距离保护的基本原理
同理，C相电压保护安装处C相电压
z0 z1 U C (I C I 0 ) z1l z1
. .
.
z1l
3.1 距离保护的基本原理
（2）BC两相接地时，故障点
U kB U kC U k1 U k 2 U k 0 0 I B I B1 I B 2 I B 0 I C I C . . . . . . . . . . .
3.1 距离保护的基本原理
保护安装处B相电压
. . . . . . . . . .
U B U B1 U B 2 U B 0 U Bk1 I B1 z1l U Bk 2 I B 2 z2l U Bk 0 I Bk 0 z0l z0 (U Bk1 U Bk 2 U Bk 0 ) ( I B1 I B 2 I 0 ) z1l z1
（3）中性点直接接地系统两相接地短路时：
U A I A z Ll I B zM l U B I B z Ll I A zM l U m U A U B ( I A I B )(z L z M )l ( I A I B ) z1l Z
(1,1) m . . . . . . . . . . . . . .
.
.
.
Um Im
( I A I B ) z1l I A I B
. .
z1l
3.1 距离保护的基本原理
三、距离保护的主要组成元件
1、启动部分 2、测量部分 3、振荡闭锁部分 4、电压回路断线闭锁部分 5、逻辑部分 6、出口部分
3.2阻抗继电器
一、几个概念
1、阻抗继电器的动作区域
由于互感器误差、故障点过渡电阻等因素，短路时 实际测量得到的测量阻抗 Z m 落在整定阻抗 Z set 直线附近 的一个区域中。 在阻抗复平面上，阻抗继电器的动作区域指包括 Z set 在内，但是在 Z set的方向上不超过 Z set的区域。
3.1 距离保护的基本原理
（1）A相单相接地时， 故障点电压电流 保护安装处 A 相电压 . . . . .
. . . . .
U kA U k1 U k 2 U k 0 0 I A I1 I 2 I 0
. . . . .
.
.
.
.
.
.
.
.
U A U A1 U A2 U A0 U k1 I 1 z1l U k 2 I 2 z1l U k 0 I 0 z0l (U k1 U k 2 U k 0 ) ( I 1 I 2 I 0
U m I m Z m I m Z k I m z1Lk
. . . .
3.1 距离保护的基本原理
2、接地距离保护阻抗继电器接线方式
Zm
Um Im
. .
Um Im
UA I A 3K I 0
. . .
. .
UB I B 3K I 0
. .
.
UC I C 3K I 0
. .
.
第三章 电网距离保护
主要内容 1. 距离保护的基本原理 2. 阻抗继电器 3. 距离保护的整定计算 4. 影响距离保护动作的因素分析
3.1 距离保护的基本原理
一、距离保护基本概念
1、距离保护是测量电压和电流的比值，反 映故障点到保护安装处的距离的动作的保 . 护。 Um Zm . 2、测量阻抗 Im 整定阻抗 Z z L